До революции квантовых вычислений доживут не все квантовые стартапы, которым удалось выйти на публичный рынок. Это хрестоматийный пример закона Амары, сформулированный футуристом и инженером Роем Амарой:
“Мы склонны переоценивать эффект технологии в краткосрочной перспективе и недооценивать эффект в долгосрочной перспективе”.
Природа квантовых технологий делает их полезными для решения трудоемких задач с огромным количеством переменных. Квантовые вычисления потенциально:
- ускорят разработку лекарств,
- улучшат финансовое моделирование и
- повысят эффективность электрических батарей.
"Мы хотим решить неразрешимые проблемы для суперкомпьютеров сегодняшнего или даже следующего века", - говорит Krysta Svore, вице-президент по квантовому программному обеспечению компании Microsoft. Например, для обычных суперкомпьютеров существуют неразрешимая задача сортировки потенциальных кандидатов на получение лекарств - для решения потребуется время вычислений, превышающее текущую продолжительность жизни Вселенной".
Работа нобелевских лауреатов продемонстрировала ошеломляющую концепцию, имеющую решающее значение для квантовых вычислений - “квантовую запутанность” - явление, при котором квантовые состояния двух или более объектов оказываются взаимозависимыми. Новое исследование противоречит мнению Альберта Эйнштейна. Он скептически относился к способности квантовой механики полностью описывать Вселенную - ему не нравилась зависимость квантовой теории от “жуткого действия на расстоянии”.
“...никто не понимает квантовую механику”, — однажды сказал физик Ричард Фейнман.
Точный механизм пока не определен, но эксперименты новых нобелевских лауреатов доказывают, что квантовая теория действительно описывает естественный мир и что запутанность существует. Это открытие подготовило почву для совершенно новой отрасли вычислительной техники. Сейчас идет гонка за разработкой первых коммерческих квантовых компьютеров, на карту которых потенциально поставлены огромные богатства.
Новые небольшие публичные компаний, занимающихся квантовыми технологиями, будут испытывать трудности с получением значительного дохода в течение многих лет. Однако в какой-то момент квантовые технологии изменят мир.
Квантовые скачки
После короткого периода ажиотажа инвесторы начали осознавать длительные сроки реализации квантовых проектов. Публичные компании, занимающиеся квантовыми технологиями, в 2022 году понесли значительные убытки. Особенно на фоне выхода инвесторов из высокорисковых активов:
Среди участников сражения за квантовое превосходство - крупнейшие игроки в области "классических" вычислений, которые создают квантовое оборудование:
- американские Microsoft, Intel, Alphabet, Amazon.com и IBM,
- японские Toshiba, NEC и NTT и
- китайские Baidu, Huawei Technologies, Tencent и Alibaba.
На другом конце шкалы - небольшие компании, которые на волне квантовой шумихи вышли на публичные рынки: Rigetti Computing, D-Wave Quantum и IonQ. И это только верхушка айсберга:
Квантовые стартапы
По данным PitchBook, с начала 2017 года 251 квантовый стартап привлек более $5,4 млрд венчурного капитала.
Где находятся и чем занимаются квантовые стартапы:
По данным международной исследовательской и консалтинговой компании IDC, рынок услуг облачных квантовых вычислений может вырасти до $8,6 млрд в 2027 году по сравнению с $412 млн в 2020 году - среднегодовые темпы роста составят более 50%.
В отчете Boston Consulting Group за 2021 г. потенциальная стоимость квантовых вычислений оценивается в $450-850 млрд, из которых $90-170 млрд достанутся компаниям квантовой индустрии. Но инвесторам придется запастись терпением - Boston Consulting Group ожидает такого масштаба не ранее 2040 г.
Goldman Sachs видит потенциальные направления деятельности для квантовых компьютеров:
- ускорение расчетов методом Монте-Карло - сложных алгоритмов, используемых для оценки стоимости и рисков деривативов и других ценных бумаг,
- применение квантовых расчетов для оптимизации портфеля инвестиций,
- машинное обучение для борьбы с отмыванием денег.
Мнения экспертов
"Мы еще не достигли той стадии, когда квантовый компьютер улучшит показатели любой компании, не занимающейся квантовыми технологиями", - говорит Ryan Babbush, руководитель отдела квантовых алгоритмов и приложений в подразделении Google компании Alphabet.
Тем не менее, уже сегодня есть реальные примеры использования квантовых компьютеров. С 2016 года компания IBM:
- построила более 30 квантовых компьютеров,
- более 20 из них сейчас работают в режиме онлайн,
- организовала доступ к квантовым компьютерам через Интернет.
Директор IBM по исследованиям Dario Gil говорит: "... квантовые системы IBM используют более 500 000 пользователей в более чем 180 учреждениях, в основном для проведения исследований. У нас в сети больше квантовых компьютеров, чем во всем остальном мире вместе взятом".
Генеральный директор IBM Arvind Krishna считает: "... до получения существенного дохода от квантовых вычислений еще 5 лет. За этим направлением гонится множество очень умных людей с большим капиталом. По моим расчетам, к концу десятилетия рынок квантовых технологий может составить $100 млрд, поделеных между несколькими игроками.
Simone Severini, директор по квантовым технологиям в Amazon Web Services: "Еще предстоит проделать значительную научную и инженерную работу, прежде чем мы получим масштабные квантовые вычисления. Мы видим растущий интерес со стороны клиентов, которые хотят изучить эту технологию. Но еще слишком рано говорить об успешных технологических подходах".
Генеральный директор IonQ Pete Chapman говорит: "... у компании есть системы, работающие на всех трех ведущих облачных платформах - AWS, Azure и Google Cloud. К концу 2023 года у компании будут коммерческие приложения для клиентов. У нас есть шанс стать первыми. В ближайшие несколько лет рынок будет принадлежать нам".
Применение квантовых технологий
Квантовые компьютеры никогда не заменят обычные вычисления. Вы никогда не будете использовать их для проверки электронной почты, игр или работы в Excel, и не будет квантовых смартфонов или ноутбуков. Вместо этого квантовые системы будут работать в тандеме с обычными вычислениями для решения проблем, которые не могут быть решены с помощью нынешних технологий.
По оценкам консалтинговой компании McKinsey:
- квантовые вычисления способны "революционизировать" исследования и разработку молекулярных структур в биофармацевтике, ускорив открытие и разработку лекарств;
- в химической промышленности квантовые вычисления должны ускорить разработку новых катализаторов для улавливания углерода и увеличения энергоэффективности;
- использование квантовых вычислений в чат-ботах с искусственным интеллектом сделает информацию в Интернете более полезной и легкодоступной
Автопроизводители BMW и Volkswagen начали исследования по применению квантовых технологий для:
- управления цепочками поставок,
- маршрутизации движения и
- разработки батарей для электромобилей.
Квантовые вычисления в сфере финансовых услуг повлияют на:
- управление инвестиционными портфелями,
- анализ рисков,
- машинное обучение и
- ценообразование опционов.
"Игра в долгую"
Очарование квантовых технологий привлекло значительные инвестиции в исследования и разработки со стороны некоторых крупнейших технологических компаний мира:
Другие компании используют иные подходы:
- стартапы PsiQuantum и Xanadu используют фотоны, управляемые зеркалами и другими устройствами;
- ColdQuanta и Atom Computing используют нейтральные атомы вместо заряженных ионов, которые используются в других технологиях;
- D-Wave предлагает подход под названием "квантовый отжиг", который специально нацелен на решение проблем оптимизации.
Однако доходы от квантовых вычислений практически отсутствуют. Например, доход D-Wave за 2 квартал 2022 г. составил всего $1,4 млн. За весь год компания планирует получить доход в размере $7-9 млн.
Несмотря на отсутствие коммерческих приложений, компании начали определять сроки осуществления крупных прорывов:
- IBM намерена создать систему на 1000 кубитов к концу 2023 года, а на 4000 - к 2025 году. В компании считают, что коммерческие рабочие нагрузки появятся до конца 2025 года.
- PsiQuantum пообещала разработать компьютер с одним миллионом кубитов уже в 2025 году.
- Rigetti планирует в 2023 году запустить систему с 336 кубитами, "открыв окно, в котором квантовое преимущество действительно станет возможным".
Dario Gil из IBM считает: "... квантовые технологии как игра с высокими ставками - выживут немногие игроки. Для создания квантового оборудования потребуются: выдержка, капитал и ноу-хау. Я не думаю, что в конце будет много игроков - их можно будет пересчитать по пальцам одной руки. В США, может быть, два или три. Это не для слабонервных. По шкале технической сложности от одного до десяти - это 10 баллов".
Источник MarketWatch
